专利名称：一种采用步进式数控冲压制作大面积周期网格材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种大面积周期网格材料的制备方法，特别涉及一种采用步进式数控冲压 制作大面积周期网格材料的方法。
背景技术：
近几年，人工结构材料的金属网格结构在越来越多的方面发挥了作用，由于人工结构 材料的金属网格加工精度、层间距等结构参数对材料的性能影响很大，需要在很薄的金属 片上加工数量大、间隔小、精度高的网格周期结构，同时保证金属网格加工后边缘整齐、 无变形，因此金属网格结构的加工成为人工材料加工制造的重点和难点。
目前，无法利用单一的传统机械加工或微细加工方法制备同时满足上述要求的金属网 格结构。目前已有的几种加工方案有激光切割，激光打标，模具冲压，和电火花线切割 技术。激光切割技术加工速度快，周期短，加工的金属网格边缘变形小，可以用于灵活加 工各种尺寸图形，但是所需设备昂贵，成本高，并且网格边缘有少量烧蚀痕迹，光洁度差， 加工精度一般受光斑影响；激光打标技术加工速度慢，周期较长，加工的金属网格边缘变
形小，可以灵活加工各种尺寸的图形，但是设备昂贵，成本高，网格边缘有明显的烧蚀痕 迹，光洁度差，加工精度不高受激光光斑影响，并且行程受限，要扩大行程需改加行程导
轨；电火花线切割技术加工窗口边缘齐整，变形小，加工精度高，但是其制作周期长，工 艺复杂，成品率低。普通模具冲压技术制作的金属网格边缘光洁度好，加工速度较快，周 期较短，成本低，但是在大面积加工的时候会有少量变形，且大面积结构复杂的冲压模具 制作成本高昂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，通过利用数控步进装置控制模具 冲压头与金属材料的相对位置，将冲压头逐步移动，实现大面积周期网格材料的制作。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种采用步进式数控冲压制作大面积周 期网格材料的方法。
其特征在于步骤如下-
(1) 选择所要加工的金属薄片，根据实际需要对其进行分区；
(2) 将模具冲压头设计成包含简单图形的结构，其中模具冲压头的大小应该小于或者
等于所分区的大小；
(3) 将模具冲压头中心对准金属薄片上一个需要加工的区域的中心，进行冲压；
(4) 利用数控步进装置控制模具冲压头与金属薄片的相对位置，将冲压头逐步移动， 选择需要冲压的区域；
(5) 重复步骤(3)和步骤(4),直到完成对所有区域的冲压，完成大面积的周期网 格材料的制作。
所述的步骤(1)中所选择的可以加工的金属薄片的材料可以为金，银，铜，铝，紫铜 以及锡青铜。
所述的步骤(1)中所选择的金属材料的厚度为0.1mm lmm。
所述的步骤(1)中选择的所要加工的金属材料的面积可以根据实际需要在制作过程中 灵活改变，可以为5厘米X5厘米到50厘米X50厘米。
所述的步骤(2)中的模具冲压头可以包含一到四个单元图形。
所述的步骤(2)中的模具冲压头根据实际需要可以设计成方形，矩形，六边形，圆形， 三角形以及任意形状。
所述的步骤(4)中的逐步移动是先横向移动需要的步长再纵向移动需要的步长，或者 先纵向移动需要的步长再横向移动需要的步长，最终移动到所需要冲压的区域。 本发明与现有技术相比所具有的优点是
(1) 跟激光切割工艺方法相比本发明所采用的方法所需成本低；
(2) 与激光打标工艺方法相比本发明所采用的制作速度快，厨期短；
(3) 与电火花线切割工艺方法相比本发明所采用的制作周期短，工艺简单，成品
率高；
(4) 与现有普通的模具冲压技术方法相比本发明采用了含单元结构的冲压头结构，
避免了冲压过程中引起的变形，并且加工面积可以根据实际需要灵活确定；并且结构简单
的冲压头制作成本低。
图1是本发明实施例中将金属片分区示意图2是本发明实施例中将第一个区域采用含四个单元结构的模具冲压头进行冲压； 图3是本发明实施例中对各个区域依次冲压的过程示意图 图4为制作完成的结构示意图； 图中:l为金属材料，2为冲压后形成的通孔。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施方式
对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围并不仅限 于下面实施例，应包括权利要求书中的全部内容，而且本领域技术人员从以下的一个实施 例即可实现权利要求中的全部内容。
本发明实施例具体步骤如下-
(1) 选用所要加工的金属薄片的材料为铝，其厚度为0.5mm，面积为30cmX30cm， 将其平均分成9个区域，每个区域的面积为10cmX10cm;
(2) 将模具冲压头设计成包含四个单元图形的结构，每个单元图形设计成方形，每个 方形的尺寸为4cmX4cm，中间间隔为lcm;
(3) 将冲压头对准一个需要加工的区域(选择左上角的区域为第一个冲压区域)，进 行冲压，冲压时冲压头中心与区域中心对准；
(4) 利用数控步进装置控制模具冲压头与金属薄片的相对位置，将冲压头横向移动所 需的步长再纵向移动所需的步长，选择下一个需要冲压的区域；
(5) 重复步骤(3)和步骤(4)，冲压过程示意图如图(2)和图(3)所示，最终实 现对所划分的9个区域的冲压，如图(4)所示， 一种周期网格材料制作完成。
权利要求
1、一种采用步进式数控冲压制作大面积周期网格材料的方法，其特征在于(1)选择所要加工的金属薄片，根据实际需要对其进行分区；(2)将模具冲压头设计成包含简单图形的结构，其中模具冲压头的大小应该小于或者等于所分区的大小；(3)将模具冲压头中心对准金属薄片上一个需要加工的区域的中心，进行冲压；(4)利用数控步进装置控制模具冲压头与金属薄片的相对位置，将冲压头逐步移动，选择需要冲压的区域；(5)重复步骤(3)和步骤(4)，直到完成对所有区域的冲压，完成大面积的周期网格材料的制作。
2、 根据权利要求1所述的一种采用步进式数控冲压制作大面积周期网格材料的方法， 其特征在于所述的步骤(1)中所选择的可以加工的金属薄片的材料可以为金，银，铜， 铝，紫铜以及锡青铜。
3、 根据权利要求1所述的一种采用步进式数控冲压制作大面积周期网格材料的方法， 其特征在于所述的步骤(1)中所选择的金属材料的厚度为0.1mm lmm。
4、 根据权利要求1所述的一种采用步进式数控冲压制作大面积周期网格材料的方法， 其特征在于所述的步骤(1)中选择的所要加工的金属材料的面积可以根据实际需要在制 作过程中灵活改变，可以为5厘米X5厘米到50厘米X50厘米。
5、 根据权利要求1所述的一种采用步进式数控冲压制作大面积周期网格材料的方法， 其特征在于所述的步骤(2)中的模具冲压头可以包含一到四个单元图形。
6、 根据权利要求l所述的一种采用步进式数控冲压制作大面积周期网格材料的方法， 其特征在于:所述的步骤(2)中的模具冲压头根据实际需要可以设计成方形，矩形，六边 形，圆形，三角形以及任意形状。
7、 根据权利要求1所述的一种采用步进式数控冲压制作大面积周期网格材料的方法， 其特征在于所述的步骤(4)中的逐步移动是先横向移动需要的步长再纵向移动需要的步长，或者先纵向移动需要的步长再横向移动需要的步长，最终移动到所需要冲压的区域。
全文摘要
一种采用步进式数控冲压制作大面积周期网格材料的方法，其特征在于首先选择所要加工的金属材料，根据实际需要对其进行分区；然后将模具冲压头设计成包含简单图形的结构；将模具冲压头中心对准金属薄片上一个需要加工的区域的中心，进行冲压；利用数控步进装置控制模具冲压头与金属材料的相对位置，将冲压头逐步移动，选择需要冲压的区域进行冲压，直到完成对所有区域的冲压，便制作成大面积的周期性网格材料；本发明所采用的制作方法周期短，成本低，工艺简单，成品率高。
文档编号B21D28/26GK101168180SQ200710178639
公开日2008年4月30日 申请日期2007年12月3日 优先权日2007年12月3日
发明者史立芳, 杜春雷, 罗先刚, 赵泽宇 申请人:中国科学院光电技术研究所